TERMOKIMIA
A. TUJUAN PERCOBAAN
Setelah mengikuti percobaan ini diharapkan dapat :
1. Mempelajari setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi.
2. Mempelajari perubahan kalor dapat diukur atau dipelajari dengan percobaan yang sederhana.
B. KAJIAN TEORI
Kalor adalah perpindahan energi termal. Kalor mengalir dari satu bagian sistem ke bagian lain atau dari satu sistem ke sistem lain karena ada perbedaan tempratur. Selama pengalirannya kita tidak mengetahui proses keseluruhannya, misalnya keadaan akhirnya. Kalor belum diketahui sewaktu proses berlangsung. Kuantitas yag diketahui selama proses berlangsung ialah laju aliran Q yang merupakan fungsi waktu (Zemansky dan Dittman, 1991)
Kajian tentang kalor yang dihasilkan atau dibutuhkan oleh reaksi kimia disebut termokimia. Termokimia merupakan cabang dari termodinamika karena tabung reaksi dan isinya membentuk sistem. Jadi, kita dapat mengukur (secara tak langsung, dengan cara mengukur kerja atau kenaikan tempratur) energi yang dihasilkan oleh reaksi sebagai kalor dan dikenal sebagai q, bergantung pada kondisinya, apakah dengan perubahan energi dalam atau peubahan entalpi. Sebaliknya jika kita tahu ΔU atau ΔH suatu reaksi, kita dapat meramalkan jumlah energi yang dihasilkan sebagai kalor (Atkins, 1990).
Hampir semua reaksi kimia menyerap atau menghasilkan (melepaskan energi), umunya dalam bentuk kalor. Kalor (heat) adalah perpindahan energi termal antara dua benda yang suhunya berbeda. Sering dikatakan “aliran kalor” dari benda panas ke benda dingin. Walaupun kalor itu sendiri mengandung arti perpindahan energi, biasanya disebut “kalor diserap” atau “kalor dibebaskan” ketika menggambarkan perubahan energi yang terjadi selama proses tersebut.
Untuk menganalisis perubahan energi yang berkaitan dengan reaksi kimia pertama-tama harus mendefenisikan sistem (system), atau bagian tertentu dari alam yang menjadi perhatian kita. Untuk kimiawan, sistem biasanya mencakup zat-zat yang terlibat dalam perubahan kimia dan fisika. Sebagai contoh, dalam suatu percobaan penetralan asam-basa, system dapat berupa gelas kimia yan mengandung 50 ml HCl yang ke dalamnya ditambahkan 50 ml larutan NaOH. Sisa alam yang berada di luar system disebut lingkungan (surrounding).
Terdapat tiga jenis sistem. System terbuka (open system) dapat mempertukarkan massa dan energi (biasanya dalam bentuk kalor) dengan lingkungannya. Sebagai contoh, system terbuka dapat terdiri darisejumlah air dalam wadah terbuka. Sedangkan sisitem tertutup (closed system) yang memungkingkan perpindahan energi (kalor) tetapi bukan massanya. Dengan menempatkan air dalam wadahnya yang disekat seluruhnya, maka kita membuat sistem terosilasi (isolated system), yang tidak memungkinkan perpindahan massa maupun energi (Chang, 2001).
Jumlah energi total yang dimiliki oleh suatu zat di sebut entalpi atau isi panas yang dinyatakan dengan notasi H. perbedaan entalpi yang terdapat pada setiap zat menyebabkan terjadinya reaksi eksoterm atau reaksi endoterm. Besarnya entalpi suatu zat tidak dapat diukur. Namun perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi kimia dapat ditentukan. Perubahan entalpi dunyatakan dengan notasi ΔH, yang ditentukan oleh besarnya perbedaan entalpi zat-zat yang bereaksi (pereaksi atau reaktan) dan zat-zat hasil reaksi (Achmadi, 1995).
Perubahan energi yang dimaksud sampai sejauh ini timbul dari kerja mekanik langsung terhadap sistem (seperti sebuah kincir yang digerakkan dengan sebuah beban jatuh) atau dari terjadinya kontak kalor antara dua sistem pada suhu yang berbeda. Dalam kimia, sumber perubahan energi tambahan yang penting berasal dari kalor yang diberikan atau diambil dari lintasannya suatu reaksi kimia. Penelitian tentang pengaruh kalor ini di sebut termokimia. Karena reaksi kimia biasanya dipelajari pada tekanan tetap, kalor reaksi diukur pada tekakanan tetap (oxtoby , 2001).
G. PEMBAHASAN
Apabila dua sistem pada tempratur yang berbeda diletakkan bersama, telah diketahui bahwa tempratur akhir yang dicapai oleh kedua sistem tersebut ada diantara kedua tempratur awal. Pada percobaan penetuan tetapan kalorimeter suhu akhir yang diperoleh dari pencampuran H2O dengan tempratur yang berbeda adalah 33 °C tempratut ini berada antara suhu air panas 29 °C dan suhu air panas 42°C. Pada proses ini (tidak terjadi reaksi kimia tetapi proses fisik), kenaikan tempratur dapat dihitung dengan menggunakan pengurangan suhu mula-mula dengan suhu mula-mula dengan suhu air dingin dalam penentuan penyerapan kalor dalam air dingin. Dan untuk penentuan penurunan tempratur yang digunakan dalam penentuan yang diberikan air panas yaitu dengan mengurangkan suhu air panas dengan suhu pencampuran.
Kapsitas kalor (H) biasanya didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhu 1°C (satuan kalori/°C). kalor jenis (C) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1°C (satuan kalori/gram, °C atau kkal/kg °C). Pada penetuan kalor reaksi Cu2+ + Zn Zn2+ + Cu kalor jenisnya adalah sebesar 1,14 J/g.K sedangkan untuk penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH adalah sebesar 3,52 J/g.K, tentunya penetuan kalor jenis dari reaksi ini telah ditentukan melalui percobaan yang telah ditentukan oleh para ilmuwan melalui percobaan yang akurat, sehingga dapat digunakan dalam perhitungan untuk menetukan kalor yang diserap oleh larutan. Sedangkan untuk menetukan kalor yang dihasilkan reaksi dapat diperoleh dari penjumlahan kalor yang diserap kalorimeter dan kalor yang diserap larutan. Untuk menghitung entalpi reaksi diperoleh dari membagi kalor yang dihasilkan reaksi dengan mol zat. Karena berdasarkan stoikiometri, pada reaksi logam Zn dan CuSO4 dan reaksi penetralan HCl dan NaOH melibatkan 0,04 mol zat, maka untuk menghitung entalpi reaksi dan kalor penetralan diperoleh dengan menbagi kalor yang diserap reaksi dengan 0,04 mol.
Pada waktu molekul-molekul beraksi secara kimia, kalor akan dilepas atau diambil dan perubahan suhu pada fluida kalorimeter diukur. Karena bejana ditutup rapat. Volumenya tetap dan tak ada kerja tekanan-volume yang dilakukan. Oleh karena itu perubahan energi internal sama dengan besarnya kalor yang diserap oleh reaksi kimia pada volume tetap. Jadi untuk menghitung besarnya kalor yang diserap dapat dicari dengan menetukan tempratur zat sebelum reaksi dan tempratur zat setelah direaksikan. Untuk menentukan kalor yang diserap kalorimeter dapat dicari dengan mengalikan tetapan kalorimeter dengan perubahan tempratur. Sedangkan untuk mencari kalor yang diserap oleh larutan yakni mengalikan perubahan tempratur dengan volume larutan, kalor jenisnya, dan kerapatan dari zat tersebut..
Karena energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, setiap energi yang hilang dari sistem harus diterima oleh lingkungannya. Jadi kalor yang dihasilkan oleh reaksi penetuan kalor reaksi Pada penetuan kalor dari reaksi logam Zn dan CuSO4 dipindahkan dari sistem kelingkungannya. Setiap proses yang melepaskan kalor (yaitu, perpindajan energi termal ke lingkungan) disebut proses eksotermik (exothermic process), (ekso- adalah awalan yang berarti “ke-luar”). Hal ini dapat dilihat dari hasil pengamatan bahwa tempratur sebelum pencampuran adalah 29 °C terus mengalami kenaikan setelah kedua zat tersebut dicampurkan sehingga diperoleh tempratur akhir 56 °C. sedangkan pada proses reaksi penetralan HCl dab NaOH juga terjadi peningkatan tempratur dari suhu mula-mula 30 °C, pada awal pencampuran suhunya sebesar 40 °C kemudian setelah pengadukan dan selang beberapa menit suhunya menjadi 39 °C. Tetapi jika dibandingkan dari suhu mula-mula larutan dan suhu larutan setelah reaksi ini dapat digolongkan sebagai proses eksotermik.
H. PENUTUP
1. Kesimpulan
Pada percobaan tentang termokimis ini dapat diambil kesimpulan :
a. Dalam setiap reaksi kimia akan selalu disertai dengan perubahan energi. Pada penetuan kalor reaksi Cu2+ + Zn Zn2+ + Cu, kalor yang diserap kalorimeter Q4 = 134,4 joule, kalor yang diserap larutan Q5 = 4173,312 joule, kalor yang dihasilkan reaksi Q6 = 4307,712 joule. Sedangkan pada penetuan kalor penetralan HCl dan NaOH, kalor yang diserap larutan Q7 = 1468,368 joule, kalor yang diserap kalorimeter Q8 = 1209,6 joule, kalor yang dihasilkan reaksi Q9 = 66949,2 joule.
b. Perubahan kalor atau entalpi dapat ditentukan dengan besarnya perbedaan entalpi zat yang bereaksi dan zat hasil reaksi.
2. Saran
Kepada pihak laboratorium, diharapkan untuk menyediakan alat-alat laboratorium yang lengkap dan berkualitas agar memperlancar pelaksanaan praktikum dan kepada asisten pembimbing diharapkan untuk memberikan penjelasan atau diskusi dengan praktikan sebelum melaksanakan percobaan mengenai praktikum yang akan dilaksanakan agar praktikum dapat terlaksana dengan baik tujuan dari praktikum dapat tercapai.
DAFTAR PUSTAKA
Atkins, P.W. 1990. Kimia Fisika. Jilid I. Erlangga. Jakarta
Chang, Raymond. 2001. Kimia Dasar. Jilid I. Erlangga. Jakarta
Oxtoby, David W.2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Erlangga. Jakarta
Achmadi. 1995. Ilmu Kimia. Jilid 2. Kendang Sari. Surabaya
Zemansky, Mark W dan Dittman, Richard H. 1990. Kalor dan Termodinamika. ITB. Bandung.
0 Comments